Al hablar de automatizar un proceso productivo, debemos de elegir la máquina robótica a tenor de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Parece que es muy fácil tomar una solución generalizada pero la realidad es que las líneas se confunden entre sí en función de las características de cada nuevo proceso.
Al buscar la optimización de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible la capacidad de reacción ante el aumento de los pedidos sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de trabajadores. Con el fin de tener una idea aproximada de la gran aceptación que viven los brazos robóticos en la industria, según un informe hecho previo a la llegada del covid-19 de la Federación Internacional de Robótica, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados en el mundo con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para producir con producciones más largas de componentes que necesitan de escasos cambios en las producciones, mientras que los robots colaborativos se adaptan con gran facilidad a las series cortas de producción que precisan gran cantidad de cambios de modelos.
Si queremos investigar con más detenimiento por qué es mejor integrar un robot colaborativo debemos de estudiar en la capacidad de carga útil que necesita la aplicación y los protocolos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los cobots pueden realizar prácticamente las mismas aplicaciones que los robots industriales gracias a que se están creando un importante ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación componentes o de picking que incluyen si es necesario IA.
Otros factores a tener en cuenta como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son factores importantes para seleccionar un tipo de robot. También necesitamos prestar atención al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante el número de formatos o detectar la importancia de la cadencia.
Las empresas buscan mejorar las producciones, suprimir las paradas de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. La gran capacidad que tiene la inteligencia artificial ayuda a las PYMES optimizar sus producciones. El control de los entornos de las fabricaciones y su optimización automatizada, se debe gracias a la recopilación de la información en un PC y una conexión a Ethernet.
Por todos los argumentos anteriormente mencionados, la robótica colaborativa se está volviendo muy populares porque son más fáciles de instalar con muchos de los mismos beneficios que disponen los robots industriales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, independientemente de su tamaño.
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Los brazos robóticos industriales son robustos, se ubican sobre bases estables y están diseñados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones de gran volumen. Estas características tan avanzadas para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de fabricación.
También precisan de celdas de seguridad para garantizar la seguridad de los operarios, requieren de operarios formados en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los pequeños robots ofrecen a las pequeñas empresas la posibilidad de automatizar tareas repetitivas de lotes reducidos con unos costos menores al de los robots industriales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros podemos encontrar cobots de mediana carga que tendrán un retorno del dinero invertido que será inferior al año.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El análisis de los detalles detectados hasta el momento dictaminará si tenemos de adquirir un robot industrial o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, en primer lugar intentaremos buscar la forma de adaptarlos.
Hay que recordar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las empresas a aumentar su competitividad. La integración de aplicaciones automáticas precisa de la incorporación de operarios con nuevos conocimientos. Este cambio implica la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a las personas a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación nos gustaría recordar los principales beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La incorporación en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos de la HMI desplazan el robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso gran parte de los robots colaborativos permiten la configuración de los procesos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el operador mueve el brazo robótico con manualmente. El cobot aprende las coordenadas a seguir para después repetir el programa de manera automatizada.
¿Es cierto que son seguros los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados sistemas de seguridad pero por ello no significa que sean 100% confiables. Disponen de una potencia limitada para que puedan funcionar sin vallados de seguridad, pero únicamente después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado del informe podría señalar la integración de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de área o velocidades de trabajo más bajas. Si elegimos un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos cumplan con los estándares industriales. El precio inicial a la hora de comprar un cobot es inferior si lo comparamos con el de los robots industriales debido a que no requieren de vallados de seguridad y además necesitan de muy poco espacio para su colocación. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea para comprar un cobot en Vizcaya o comprar un robot en Extremadura, por poner un ejemplo
Procesos de pick & place con robots colaborativos
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos pick & place y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por humanos como por cobots. Históricamente, los artículos con lotes cortos eran fabricados por las personas, sin embargo los lotes de alto volumen requieren de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en industrias como la manufactura.
Abastecimiento de CNC
El abastecimiento de CNC es {una de las soluciones en las que más se emplean los la segunda aplicación a la que más cobots se destinan. Al ser muy fáciles de configurar ayuda a los operadores de los centros de mecanizado programen y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otras tareas o controlar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora los robots AGV están cooperando con éxito con los cobots con el fin de ampliar sus prestaciones. Principalmente se dedican al transporte de materiales a centros de mecanizado.
Picking de los pedidos y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo este tipo de robots es en procesos de pick & place de componentes. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se requiere de una manipulación con mayor carga útil. Entre dichas soluciones sobresalen las tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el armado de cajas antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen necesitar la manipulación de pequeñas cargas que se ajustan perfectamente a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión en 3D con frecuencia se integran en cobots para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras aplicaciones que requieren que el robot colaborativo realice unas trayectorias continuas como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. Para lograrlo, habitualmente se utilizan simuladores para esta aplicación y se mejoran por medio de programación outline con generación de código para lograr movimientos más rápidos y reducir el número de errores.
Control de calidad de los procesos con robots colaborativos
La visión en 3D que se añaden a los robots colaborativos pueden hacer que la supervisión de los componentes sea eficiente. Colocar una cámara de alta resolución sobre un brazo robótico puede ayudar en el cambio rápido de lotes de piezas. La integración de los brazos robóticos aumentará aún más que se conviertan en una herramienta más en industrias como el del sector servicios y el retail. Es una realidad que la incorporación de los robots colaborativos, y especialmente la consecución de la colaboración entre operarios y robots colaborativos, está permitir reducir el precio de fabricación y aumentar la productividad.